Otras soluciones eficientes

MEDIDAS PASIVAS

* Arquitectura bioclimática

Cuando hablamos de arquitectura bioclimática no nos referimos a un tipo de arquitectura específico, con un diseño determinado y una estética identificable.

La arquitectura bioclimática es una filosofía aplicable a todo el concepto de arquitectura y lo que pretende es conseguir que los objetos resultantes de la misma se adecuen a su entorno desde los orígenes de su concepción. El elemento arquitectónico así diseñado se integrará en el lugar adaptándose física y climáticamente a su entorno; materiales, colores, soluciones constructivas, serán valorados también desde una perspectiva de ahorro de energía y de adaptación al medioambiente, y todo ello sin dejar de lado requerimientos estéticos, funcionales o de cualquier otra índole, a tener en cuenta en cualquier creación arquitectónica.

La arquitectura bioclimática será entonces un proceso continuo y cíclico, desde el inicio proyectual de su idea, su concreción física durante la obra y el transcurso de su vida útil siendo utilizado por sus usuarios.

De lo anterior se deduce que no existe un prototipo de vivienda bioclimática. Los modelos a seguir serán tan diversos como los que podamos plantear en una arquitectura convencional acorde al lugar y al medioambiente que imposibilita adoptar la misma solución con condiciones geográficas diferentes.

Las principales técnicas bioclimáticas son:

• Ubicación
• Aislamiento y masa térmica
• Ventilación
• Aprovechamiento climático del suelo
• Espacios tapón
• Protección contra la radiación de verano
• Sistemas evaporativos de refrigeración
• Tratamiento y selección de residuos
• Aprovechamiento de la inercia térmica de los materiales

* Aislamiento Térmico

Aislar térmicamente una edificación consiste en lograr que todas las partes que están en contacto con el exterior aumenten su resistencia al paso del calor, lo que se consigue incorporando materiales aislantes en muros, cubiertas, suelos, tabiques y huecos.

La mayoría de las viviendas construidas en España antes de 1980 no poseen protección térmica, por ello a la hora de acometer una reforma conviene incluir alguna solución de aislamiento. Estas, se pueden realizar tanto por el interior como por el exterior del edificio o por inyección en los muros. Según el IDAE, una rehabilitación térmica media, considerando el coste total de la obra más el aislamiento, se puede amortizar en 5-7 años, por el ahorro energético que ocasiona. Hay estudios que demuestran que un buen aislamiento puede llegar a reducir un 84% la demanda energética. Esto hace que, en poco tiempo, se haga evidente el retorno de la inversión que, en pocos años, se transformará en un ahorro absoluto.

Los materiales de aislamiento térmico son aquellos que presentan una elevada resistencia al paso de calor. La propiedad física que mide la capacidad aislante es la conductividad térmica, λ, cuanto más bajo sea su valor más capacidad aislante tiene el material. Normalmente suelen ser materiales de poca masa como espumas o plásticos:

• Espuma de Poliuretano (PUR)
• Espuma de poliestireno expandido (EPS)
• Lana mineral (LM)
• Espuma de poliestireno extruido (XPS)
• Otros: espumas flexibles, arcilla expandida y materiales como el corcho.

Estos materiales deben ser colocados de manera eficiente para que se eviten en lo posible las pérdidas caloríficas generadas por las infiltraciones y los puentes térmicos. La localización más adecuada térmicamente del aislamiento es en la parte exterior de la masa térmica, recubriendo los cerramientos, aunque esta ubicación no siempre resulta la más adecuada a nivel constructivo.

* Optimización del consumo de agua

Para reducir al máximo la demanda de agua de los edificios mediante el máximo abastecimiento a partir de estrategias de captación, acumulación, recuperación, clasificación y reutilización del agua para los usos que su calidad lo permita.

Ahorrar agua supone ahorrar energía. Los sistemas más comunes para un óptimo consumo del agua son:

• Sistemas de recogida de agua de lluvia, mediante aljibes
• Eficiencia en los sistemas de grifería, mediante grifos temporizados por presión, monomandos, termostáticos y electrónicos
• Adaptadores para grifería ya existente: Aireadores, perlizadores, limitadores de caudal, Válvulas reguladoras de caudal
• Sistemas eficientes de inodoros, a partir de Sistemas de doble descarga y de interrupción de descarga, Fluxores temporizados y/o electrónicos
• Diseño jardines con mínimo consumo de agua

* Otras medidas pasivas

• Dimensionado adecuado de huecos de la fachada, de forma que exista un equilibrio entre las necesidades de iluminación natural y la reducción de pérdidas de calor producidas a través de carpinterías y zonas acristaladas.

• Selección de carpinterías y vidrios por sus características idóneas de aislamiento térmico. Para reducir al máximo las pérdidas de calor en invierno y evitar la entrada excesiva de calor en verano se recomienda la utilización de dobles acristalamientos con rotura de puente térmico con vidrios de baja emisividad y para reducir la entrada de calor en verano existen en el mercado doble acristalamiento con control solar que evita la entrada de toda la radiación solar sin menoscabo de la entrada de luz.

• La instalación de persianas , toldos, cortinas y otros elementos de sombreamiento (voladizos, porches o pérgolas) para proteger del sol y del frío, así como la automatización de estos elementos garantizará un importante ahorro energético.

GENERACIÓN DISTRIBUIDA

Producir energía allí donde se consume y la autosuficiencia energética en la edificación son una alternativa frente al modelo tradicional de generación de energía. Este concepto, si bien no es nuevo, se justifica por razones de eficiencia, medio ambientales, de dependencia energética, calidad y garantía de suministro y está tomando protagonismo en los últimos tiempos con el desarrollo de nuevas tecnologías que han optimizado los procesos.

Tecnologías como la cogeneración y microcogeneración, microrredes, mini y eólica de media potencia para aplicaciones industriales, sistemas híbridos con fotovoltaica e hidrógeno; pilas de combustible, así como la integración de la generación distribuida en la edificación o los sistemas de interconexión a la red de este tipo de instalaciones, conforman este concepto.

La generación distribuida viene justificada por una clara ventaja: el ahorro de energía que supone frente a las pérdidas que se originan en los sistemas tradicionales en la que se pierde alrededor del 14% en transporte y distribución. Otra ventaja es la calidad y la garantía de suministro.

Sin embargo, todavía es una tecnología incipiente a la que habría que dar un impulso desde el punto de vista administrativo para que alcance los umbrales de competitividad de otros sectores como el fotovoltaico y concienciar tanto a arquitectos como usuarios finales de los beneficios que aporta.

La generación distribuida (GD) es una alternativa de suministro energético, un sistema integrado que aporta un porcentaje de la demanda.

Las microrredes y las Smart grids han de jugar en un futuro cercano un papel básico de cara a planificar la oferta y la demanda de energía, por lo que será necesario cambiar los regímenes y procedimientos energéticos. Si bien el 30% de la generación procede de energías renovables y cogeneración (esto no es generación distribuida en si misma) es fundamental tener en cuenta el factor de localización. La GD hace conservar las fuentes de energía primaria, hace diversificar y supone una reducción de emisiones, pero sobre todo, su principal valor está en la garantía de suministro.

Por otra parte, la GD pone en valor al sistema eléctrico y el sistema energético se enfrenta a retos como la necesidad de infraestructuras, su dimensionamiento para “horas punta” y la dificultad de la integración de la generación no gestionable. En ese sentido se precisan cambios regulatorios, desarrollar los centros de control de red, la modulación de bombeos, mejorar la predicción de consumos (y por tanto trabajar la gestión de la demanda) y las interconexiones.

La generación centralizada puede complementarse con GD más pequeña, sin llegar a sustituirla; las potencias se modulan y las eficiencias aumentan, aportando flexibilidad al sistema. Especialistas indican que el porcentaje de generación distribuida en la red debería estar entre el 15 y el 20% y que este tipo de generación no es competidora, si no que sirve para mejorar el sistema. La microrred, un subconjunto de la generación distribuida, no es una tecnología es una metodología a desarrollar en la que se conectan en un punto múltiples sistemas generadores y de almacenaje. Para ello también se necesitan desarrollar los sistemas de control, un control de cargas y consumos que no es jerárquico, sino autónomo. De esta forma es posible desarrollar una estrategia basada en generación distribuida.

Una de las puntas de lanza de la generación distribuida es la micro y cogeneración. En la actualidad el 11 % de la electricidad en España procede de la cogeneración, fundamentalmente en el sector industrial, mientras que el índice de penetración en el sector terciario es tan sólo del 3%, lo que significa que existe un enorme potencial de desarrollo (9.700 MW para el 2020), para potencias de menos de 1 MW. Su punto fuerte radica en que la microcogeneración es “un traje a medida” que hace ahorrar energía primaria y entiende que va desarrollarse con el nuevo modelo de negocio de Empresas de Servicios Energéticos, ESEs,; para ello aún habrá que superar ciertas barreras existentes en la actualidad (conexiones, administrativas y de conocimiento).

ELECTRODOMÉSTICOS

La elección de los electrodomésticos teniendo en cuenta la eficiencia energética es relativamente sencilla siguiendo la información de la etiqueta energética. El ámbito de aplicación de la etiqueta energética es europeo y permite al consumidor conocer de forma rápida la eficiencia energética de un electrodoméstico. Tiene que exhibirse obligatoriamente en cada electrodoméstico puesto a la venta.

Los tipos de electrodomésticos que tienen obligación de etiquetarse energéticamente son:

• Frigoríficos y Congeladores.
• Lavadoras.
• Lavavajillas.
• Secadoras.
• Lavadoras - secadoras.
• Fuentes de luz domésticas.
• Horno eléctrico.
• Aire acondicionado.

Toda la información que contiene la etiqueta se basa en las normas de ensayo establecidas en la Legislación Europea.

La etiqueta inicialmente clasificaba los productos desde la A hasta la G, siendo A la clase energética más eficiente y G la menos eficiente. La Legislación Europea recientemente revisada introduce clases hasta A+++ para adaptarse a los avances tecnológicos y además permitir la diferenciación de productos en términos de eficiencia energética. La nueva Directiva marco entró en vigor el 19 de junio de 2010. Introduce un nuevo diseño de la etiqueta energética que mantiene sus características de aspecto uniforme y sencillo en las diferentes categorías de producto.

Los elementos básicos de la etiqueta, que la hacen fácilmente reconocible, permanecen en el nuevo diseño:

• La escala de clasificación
• Siete clases energéticas
• Colores de verde oscuro (alta eficiencia energética) a rojo (baja eficiencia energética)
• Se han añadido ahora nuevos elementos adicionales comunes a todas las categorías de producto para destacar los productos con mejores características y el progreso técnico:
• Se pueden añadir hasta tres clases adicionales, A+, A++ y A+++, a la actual escala de clasificación desde A hasta G.
• La nueva etiqueta será igual en los 27 Estados Miembros de la Unión Europea independientemente del idioma puesto que se sustituyen los textos por pictogramas.
• La declaración de ruido será obligatoria para los productos en los que el ruido es un criterio relevante.

Los productos que llevarán la nueva etiqueta son frigoríficos, congeladores, vinotecas, lavadoras, lavavajillas y televisores. Se irán ampliando al resto de productos.

Algunas incorporaciones tecnológicas que han permitido hacer más eficientes los electrodomésticos:

• Gestión electrónica: Los electrodomésticos que incorporan sistemas electrónicos para la gestión del proceso que desarrollan, tienen mayor eficiencia energética.
• Horno de convección: Estos hornos incluyen un ventilador que hace circular continuamente el aire caliente alrededor de los alimentos, proporcionando una distribución uniforme del calor y permitiendo que los alimentos se cocinen a temperaturas más bajas y en menos tiempo.
• Sistema No frost: Sistema empleado en algunos frigoríficos y congeladores para evitar la generación de “escarcha” en las paredes interiores del mismo, de manera que se incurre en un pequeño consumo eléctrico adicional para quitar la humedad del aire que entra en el aparato, por condensación. Esta escarcha puede llegar a formar una capa gruesa que funciona como aislante y disminuye la eficiencia energética. Los fabricantes concluyen en que el balance energético resultante es beneficioso.
• Pantallas LCD: La tecnología LCD (Liquid-Crystal Display) utiliza moléculas de cristal líquido colocadas entre dos placas transparentes polarizadas. Las moléculas de cristal líquido son polarizadas y rotadas según se quiera permitir el paso de la luz de un color o de otro.
• Placas de inducción: Las placas de inducción funcionan con campos magnéticos que calientan directamente y de forma inmediata el contenido del recipiente, no el cristal cerámico intermedio, por lo que la placa permanece fría y se evitan pérdidas de energía. Al no calentarse la superficie, se limpian con mayor facilidad (basta con un paño húmedo), ya que los restos o salpicaduras no se queman ni se incrustan.

La cocina de inducción tiene más ventajas. Calienta el doble de rápido que las vitrocerámicas y gasta hasta un 30% menos electricidad. El calor de inducción es más rápido para calentar dos litros de agua de 20 a 95 grados.

VEHÍCULO ELÉCTRICO

Uno de los grandes retos para la reducción del consumo energético es el vehículo eléctrico. La electrificación del transporte puede suponer el gran salto en la gestión de la demanda y el apoyo que necesitan las energías renovables destinadas a la generación de electricidad para consolidarse y superar sus inconvenientes de no gestionabilidad y de no garantizar el suministro. La eólica es la que presenta, con mucho, el mayor potencial a corto y medio plazo, pero la fotovoltaica también puede proporcionar electricidad en lugares aislados o no conectados a la red con sencillas pérgolas (ya hay modelos patentados) o en garajes con cubiertas fotovoltaicas, y la solar termoeléctrica jugará un papel importante en determinadas regiones, como el sur de España y el suroeste de Estados Unidos, o Israel.

Los vehículos eléctricos obtienen su capacidad de movimiento por la energía eléctrica liberada por unas baterías o bien por una célula de combustible de hidrógeno. El sistema de generación y acumulación de la energía eléctrica constituye el sistema básico para mover un vehículo eléctrico. Generalmente, para ello se utilizan los acumuladores electroquímicos, formados por dos substancias conductoras bañadas en un líquido también conductor. El intercambio de cargas positivas y negativas entre ambos componentes mantiene una corriente eléctrica que puede ser utilizada para el funcionamiento del motor del vehículo eléctrico.

En el motor de combustión, sólo el 18% de la energía del combustible es utilizada para mover el vehículo, el resto sirve para accionar el motor. En el vehículo eléctrico el 46% de la energía liberada por las baterías sirve para mover el vehículo, lo que indica una eficiencia entre 10-30% superior de este respecto al vehículo convencional con motor de explosión.

En un vehículo eléctrico puede haber un solo motor de tracción o varios, adosados a las ruedas. Su función es transformar la energía eléctrica que llega de las baterías en movimiento. Esta energía puede ser aprovechada tal cual llega, o sea, en forma de corriente continua o bien, y gracias a un transformador, en forma de corriente alterna.

Las baterías pueden recargarse cuando “sobra” electricidad de origen eólico, y en un futuro no muy lejano pueden verter la electricidad almacenada a la red en las horas punta, actuando como un sistema de almacenamiento distribuido, de forma similar a las centrales reversibles de bombeo, pero a una escala mucho mayor e implicando a miles o millones de vehículos que, además, pasan la mayor parte del tiempo aparcados. La integración bidireccional entre la red y los vehículos eléctricos crea las condiciones para integrar la generación de electricidad y el transporte, abriendo un nuevo horizonte a la energía eólica y otras renovables, que de esta forma podrán superar muchas de sus limitaciones actuales.

El consumo eléctrico de una reconversión paulatina del parque de vehículos en España no plantea problemas irresolubles, e incluso puede contribuir a mejorar la gestión de la red (redes V2G). Un vehículo que consuma 14 kWh por cada 100 km (los consumos oscilan bastante, de 10 a 20 kWh por cada 100 km), y que recorriese unos 15.000 km anuales (una media aceptable), consumiría al año 2.100 kWh. El parque de vehículos, según los últimos datos de la D.G.T., asciende a 30,3 millones, de los que 21,8 millones son turismos. Su consumo anual total ascendería a unos 80.000 GWh. Esta electricidad la podrían producir, en teoría, unos 37.000 MW eólicos. Para 2020 habrá unos 40.000 MW eólicos en tierra, más otros 5.000 MW de eólica marina, y después del 2020 la potencia seguirá aumentando, además del desarrollo de la solar termoeléctrica y la fotovoltaica, que pueden aportar cada una unos 20.000 MW en 2020.

La energía eólica, por sí sola, podría suministrar en teoría toda la electricidad necesaria para electrificar el parque de vehículos existente en España, aunque lo lógico será un mix equilibrado y variable, que habrá que determinar cuando empiece la electrificación del transporte. Incluso en un horizonte no lejano se puede contemplar redes eléctricas reversibles (V2G, de la red al vehículo en horas valle, y del vehículo a la red en horas punta), donde las baterías de litio de los vehículos pueden almacenar la electricidad producida por la noche o en horas de baja demanda, y venderla a la red a un buen precio en las horas punta.

En España, el IDAE ha desarrollado, con horizonte 2014, el Proyecto MOVELE (Proyecto de MOVilidad ELEctrica), que conlleva una serie de medidas a implementar durante los próximos dos años para incentivar el vehículo eléctrico (VE). Movele se enmarca en el Plan de Acción 2010-2012 del Plan Integral de Impulso al Vehículo Eléctrico en España 2010-2014.

El objetivo es alcanzar la cifra de 250.000 vechículos eléctricos en 2014 y, para conseguirlo, se fomenta la demanda, industrialización e I+D, la infraestructura de recargo y gestión de la demanda junto con otra serie de programas transversales. En este marco, el pasado 6 de mayo de 2011, el Consejo de Ministros, aprobó una serie de medidas para impulsar el vehículo eléctrico que se concretan en tres líneas principales: Ayudas directa a la compra, Regulación de la figura del gestor de carga, y Tarifa de acceso supervalle.